CN1244810C - 金属润滑剂摩擦系数测定智能分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属润滑剂摩擦系数测定智能分析装置，是采用液压系统提供压力和拉力，主要由两个油缸分别对被测的金属板料施加压力和拉力，通过改变压力、润滑剂，金属板料，可测得不同中、高压接触状态下不同的金属板料采用不同的润滑剂时的摩擦系数。压力可直接显示数据，液压系统的压力和拉力分别通过拉、压传感器，将压力和拉力的电信号传递到计算机上的A/D转换器，转换为数字信号后，连同计算得出的摩擦系数存放在计算机的数据库内，利用计算机进行数据图像处理。

Description

金属润滑剂摩擦系数测定智能分析装置

(一)技术领域

本发明属金属塑性成形和机械传动领域中使用的润滑剂摩擦性能测定、分析，特别适用于中、高接触压力状态下金属相对滑动时润滑剂的性能测定、分析。

(二)背景技术

在金属塑性成形加工工艺以及重型设备机械传动装置中，金属之间往往存在相当大的接触压力。在较大的接触压力状态下，金属表面之间的摩擦状态十分复杂。目前已有的金属润滑剂性能测定仪，主要采用机械传动结构，在低压状态下通过长时间的磨合后，测低压状态的材料磨损量，并检测材料的摩擦系数。中国专利局1999年12月24日批准的实用新型专利“金属润滑剂摩擦性能测定仪”使用压力表进行压力和拉力的测量，该测定仪的优点是结构简单，但是测定的精度低，也不能综合分析润滑剂的润滑性能。塑性工程学报Vol.7 No.2，Jun.2000公开一种薄板成形摩擦系数测定装置，该装置采用多个应变片测量薄板受到的拉力和产生的拉伸应变，然后再进行一系列的计算。该装置必须在材料实验机上使用。目前适用于中、高接触压力状态下金属相对滑动润滑剂润滑性能的智能测试装置尚未见有报到。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种在中、高压接触压力状态下金属相对滑动的润滑剂摩擦性能测定仪。

本发明采用双液压系统提供压力和拉力，使用拉压传感器测量在中、高接触压力状态下金属相对滑动的摩擦系数，使用计算机处理、分析摩擦系数与不同接触材料、压力、润滑剂的关系。本装置主要由两个油缸分别对被测的金属板料施加压力和拉力，通过改变压力、润滑剂，金属板料、以及滑动速度，可测得不同中、高接触压力状态下不同的金属板料采用不同的润滑剂时的摩擦系数。压力表直接显示数据，液压系统的压力和拉力主要通过两个拉、压传感器，将压力和拉力的电信号传递到计算机上的A/D转换器，转换为数字信号后，连同计算得出的摩擦系数存放在计算机的数据库，每次的试验结果集中转存到计算机的总数据库，可以综合多次的试验结果，分析润滑剂的摩擦性能。

计算机的摩擦性能测试软件，可以根据多次试验的数据，绘制相同的压头材料、试件材料，润滑剂的不同压力与摩擦系数的关系曲线；及不同润滑剂在相同的的压头材料、试件材料、压力下的摩擦系数对比图等。

(四)附图说明

图1给出了本发明的正面剖视结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图1的A-A剖面结构示意图；

图4为本发明的液压系统原理图。

本装置主要由以下部分组成：

在主体框架(1)的上面板，装有压头支架(11)，螺钉将压头支架固定在主体框架上。调整螺钉(12)旋进上压头(14)，上压头装入压头支架，由限位螺钉(13)限位。下压头(15)装入压头支架，与压力传感器(17)连接，压力传感器(17)与压力油缸活塞杆连接。压力油缸(22)通过螺栓固定在压头支架的下表面上。

拉力油缸(4)用螺栓固定在主框架箱体的上表面，中心与压力油缸的上、下压头之间的中心线在同一轴线上。拉力油缸的活塞与拉力传感器(8)连接，拉力传感器(8)上装有夹头(10)。

拉力油缸进油管(5)、回油管(2)，与三位四通阀(22)连接。压力油缸的进油管(24)、回油管(20)，与三位四通阀(19)连接。电机(33)通过联轴器(34)与齿轮泵(36)连接。齿轮泵(36)用螺钉固定在齿轮泵固定板(35)上。电机(40)通过联轴器(39)与齿轮泵(37)连接。齿轮泵(37)用螺钉固定在齿轮泵固定板(38)上。齿轮泵固定板(38)用螺栓固定在主体框架的下平板上。两齿轮泵的进油管接油箱，齿轮泵(36)出油管接液压集成块(18)。齿轮泵(37)出油管接液压集成块(21)。溢流阀(3)、(7)固定在主体框架上板上。三位四通电磁阀(19)用螺钉固定在液压集成块(18)上，三位四通电磁阀(22)用螺钉固定在液压集成块(21)上。

拉力缸溢流阀(3)进口连接拉力油泵(36)的出油管，出口连接油箱(25)。拉力油缸进油管(5)上装有液压表(6)。拉力油缸的油压由溢流阀(3)的手柄(30)调节。压力缸溢流阀(7)进口连接压力油泵(37)的出油管，出口连接油箱(25)，压力油缸的进油管(24)上装有液压表(9)，压力油缸的溢流阀(7)的手柄(31)调节。液压集成块(18)、(21)用螺钉固定在油箱的上面。

安装在主体框架侧面的电源插座(26)由电源总开关(29)控制。安装在上表面的电器开关控制箱(32)控制电机及压力油缸、拉力油缸的进、回路液压系统。拉、压传感器的信号线通过接口(27)连接计算机内的A/D转换板。

A/D数码转换器装在计算机内，智能分析软件装在计算机的硬盘内，或单独制作一个光盘。

该测定仪液压系统的油路接头采用聚乙稀塑料薄膜密封，阀门与液压集成块联接时用O型密封圈密封。

该系统的工作过程如下：

接通电源，开启计算机，启动摩擦性能测试软件，在相应的菜单中填写本次的试验序号、试验用压头材料、板料型号、润滑剂牌号、试验人员、试验日期等资料。

按照检测要求将上压头(14)、下压头(15)换为工艺所要求的材料，同时将被测板料的双面都涂敷上要检测润滑性能的润滑剂后，放置在下压头(15)上平面，并夹持在夹头(10)内。

当电磁铁1DT、2DT、3DT、4DT，都处于断电状态时，启动压力缸电机(40)，液压油通过压力缸溢流阀(7)回油箱。

电磁铁3DT通电，压力缸三位四通电磁阀(19)的左路工作，压力油缸(22)的活塞杆上升，其压力由压力表(9)显示，压力油缸的压紧力可由溢流阀(7)进行控制。

电磁铁3DT断电，三位四通电磁阀(19)恢复中间位置，齿轮泵(37)卸载，压力油缸(22)处于保压状态。

启动计算机的摩擦性能测试软件，计算机将按设定的时间段收集由两个拉、压传感器测定的拉力和压力的电信号，并自动的将电信号由A/D转换器转换为数字信号，储存在相应的数据库内，并显示在计算机相应的菜单上。

启动拉力缸电机(33)，液压油通过拉力溢流阀(3)回油箱(25)。电磁铁1DT通电，三位四通电磁阀(22)的左路工作，拉力油缸(4)的活塞杆向右退入油缸体，其拉力由压力表(6)显示。

电磁铁3DT断电，三位四通电磁阀(22)恢复中间位置，齿轮泵(36)卸载。

电磁铁4DT通电，三位四通电磁阀(19)的右路工作，在油压作用下压力油缸(22)的活塞杆向下退入油缸体，当电磁铁4DT断电后，三位四通电磁阀(19)恢复中间位置。

电磁铁2DT通电，三位四通电磁阀(22)的右路工作，拉力油缸(4)的活塞杆向左伸出，当电磁铁4DT断电，三位四通电磁阀(22)恢复中间位置。

试验的结果可以存入计算机的数据库，以便分析润滑剂的摩擦性能。

该测定仪通过用液压系统对金属板料施加压力和拉力，可快速测出高压状态下金属板料的摩擦系数，为评价各种润滑剂的润滑效果提供依据。

本发明改变压头和拉头的形状，可以测定各种小直径管材拉拔使用的润滑剂摩擦性能。该计算机软件可以根据试验数据，绘制相同管材、相同拉拔直径，不同润滑剂的摩擦系数对比图。

本发明的拉力系统也可以改用机械传动系统，以便提供更大、更稳定的拉力。

(五)具体实施方式

拉深不锈钢板，在不锈钢板表层上均匀地涂氯化石蜡油作润滑剂，下压头材料选用Crl2模具钢，上压头材料选用Crl2模具钢，根据成形工艺要求，压边力选用4Mpa，板料与模具的接触面积为200mm²，故压力油缸的压力要求达到800N，压力油缸的加压面积为1256mm²，通过调节溢流阀(7)，将压力油缸的压力调节到800N。开动拉力油缸，如拉力油缸的拉力为148.9N，可测得该不锈钢板在该润滑状态时的摩擦系数为0.093。压力和拉力的数值以及计算得到的摩擦系数均显示在计算机的相应菜单中，并可以根据需要储存的计算机的数据库中。此摩擦系数可用于评价润滑剂在此种加工状态下的润滑性能。

Claims (1)

1.一种金属润滑剂摩擦性能测定仪，包括支架、电机、油箱、齿轮泵、液压系统、压头、夹头、集成块、拉压力传感器、A/D数码转换板、计算机、智能分析软件，其特征在于该液压系统由两个油缸分别提供压力和拉力，下压头(15)通过压力传感器(17)与压力油缸(22)相联接并垂直于支架(1)，弹簧夹头(10)通过拉力传感器(8)与拉力油缸(4)相连，拉力油缸(4)的中心轴线与上压头(14)，下压头(15)之间的中心轴线在同一轴线上，传感器采集的信号通过A/D数码转换器传输到计算机的数据库。

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